10kV干式變壓器常見故障處置分析

楊錫輝

摘 要：在我國輸電網(wǎng)現(xiàn)行組織構(gòu)建模式下，10kV干式變壓器占比逐年增大。隨之出現(xiàn)的是其故障時有發(fā)生，當(dāng)變電組織出現(xiàn)運行故障時對區(qū)域內(nèi)供電形成嚴(yán)重威脅與隱患。如何從常見的故障入手，在進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)上給出快速的處置方案與預(yù)防成為了現(xiàn)階段的研究熱點。在此基礎(chǔ)上，本文重點對其可能產(chǎn)生的常見故障進(jìn)行分析并結(jié)合實際維護(hù)經(jīng)驗給出可行的處置策略。

關(guān)鍵詞：10kV；干式變壓器；常見故障；處置策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.025

變壓系統(tǒng)是保障正常供電的基礎(chǔ)，是形成民生保障體系的重要一環(huán)。從現(xiàn)階段的生產(chǎn)實踐來看，我國供電網(wǎng)絡(luò)由于城市化聚集效應(yīng)的不斷顯現(xiàn)，10kV干式變壓器的使用比例逐年增加，現(xiàn)階段其已經(jīng)達(dá)到30%左右。而干式變壓器的運行穩(wěn)定直接決定了供電的穩(wěn)定性。與之相對的是近年來由于變壓系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的停電事件時有發(fā)生。在此基礎(chǔ)上本文以變壓器為根本研究對象，以運行過程中常見的故障與問題為研究目標(biāo)，以問題產(chǎn)生的原因為研究手段，切實開展分析，旨在為后續(xù)的相關(guān)問題處置與預(yù)防提供必要的理論基礎(chǔ)與實踐指導(dǎo)。

1 常見故障及處置分析

按照問題產(chǎn)生的位點及其原因進(jìn)行分類，10kV干式變壓器常見故障及其原因主要分為如下幾種：

1.1 變壓器火災(zāi)故障

變壓器局部發(fā)生火災(zāi)是常見故障中較為常見的一種，同時也是產(chǎn)生危害最為嚴(yán)重的一種。其主要現(xiàn)象是變壓器冒黑煙或者產(chǎn)生明火。形成此種現(xiàn)象的根本原因是絕緣層老化而引發(fā)的內(nèi)部跳電進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。在老化成因分析方面其大致可以分為三個方面：一方面是自然老化，絕緣層的一般使用年限為20年左右，在部分工況條件較為惡劣下，該壽命甚至在10年左右，隨著時間年限的延長絕緣老化的現(xiàn)象必然發(fā)生；其次是電氣老化，絕緣層長期處于電場作用下，尤其是在部分老舊變壓器中存在的局部放電狀況均會加速其內(nèi)部的物理與化學(xué)反應(yīng)速錄，加速了樹脂固化。與此同時，填充樹脂絕緣系數(shù)相較于空氣較大，在空氣強(qiáng)介質(zhì)電系數(shù)的作用下形成局部放電，并形成老化；還有就是熱老化，在變壓器運行的過程中，電損耗以電熱的方式向外擴(kuò)散，而作為絕緣材料的橡膠熱敏感程度相對較差，并于溫度有著顯著的互動關(guān)系，研究表明每6℃溫度的提升會降低其使用壽命一半左右。

處置：上述問題均屬于設(shè)計范疇內(nèi)的常態(tài)化問題，很難在工藝層面上予以規(guī)避。故而僅能夠從維護(hù)層面上予以避免。

1.2 母線橋架震動噪音故障

主要現(xiàn)象：母線并入過程中存在較大的電流，電流與磁場產(chǎn)生互動會形成一定程度的震動，此種震動會形成運行噪音。

原因：在實際的現(xiàn)場判斷過程中可以采用降低或者調(diào)高系統(tǒng)負(fù)荷的方式來予以認(rèn)證，此類震動噪聲會隨著負(fù)載變化而變化。

處置：在處置的過程中需要進(jìn)行斷電操作，采用調(diào)節(jié)吊桿螺絲松緊度、加強(qiáng)橋架蓋板固定度、出線軟連接等方式進(jìn)行現(xiàn)場處置。

1.3 變壓器線圈自身共振噪音故障

主要現(xiàn)象：變壓器線圈與鐵芯產(chǎn)生共振噪聲。

原因：變壓器線圈內(nèi)部電流形成顯著的電場，電場內(nèi)部形成排斥動力場力，故而產(chǎn)生其之間或與線圈之間產(chǎn)生共振。

此種共振噪聲在現(xiàn)場檢測的過程中可以通過兩種方式來進(jìn)行判斷。一種是此種原因產(chǎn)生的噪聲類型偏大，且音頻相對低沉。另一種是此種震動噪聲在正常復(fù)合式呈現(xiàn)出階段性噪音，并沒有固定的規(guī)律。

處置：當(dāng)上述現(xiàn)象存在時現(xiàn)場有兩種處置方式，一種是通過墊塊壓緊的方式對線圈進(jìn)行固定。如果依舊沒有效果后則可以將低壓線圈進(jìn)行平移。平移后雙方場強(qiáng)進(jìn)行重新分布，能夠有效的規(guī)避震動的產(chǎn)生。

1.4 負(fù)荷噪音故障

主要現(xiàn)象：變壓器在正常運行的過程中產(chǎn)生較大的額外噪音，噪音其中存在顯著的雜音，且呈現(xiàn)出不規(guī)則分布的狀態(tài)。

原因：變壓器在進(jìn)行實際工作的過程中會由于電流與磁場之間的互動形成物理震動。此種震動當(dāng)電壓波形存在波動或者畸變時則會形成類似諧振等現(xiàn)象故而產(chǎn)生雜音。

處置：針對上述因素所產(chǎn)生的雜音一般與變壓器缺相類似，故而在現(xiàn)場需要進(jìn)行判斷。一般情況下，對無規(guī)律的雜音堅挺以及階段性的噪聲急劇變大能夠成為其判斷依據(jù)之一。在實際的處置中則可以增加整流設(shè)備來消除系統(tǒng)內(nèi)的諧振現(xiàn)象，也可以通過外部降噪的方式來對其影響進(jìn)行去除。

2 降低故障率目標(biāo)的下的維養(yǎng)建議

通過上文的分析我們可以清晰的看到，干式變壓器常見故障的宏觀表現(xiàn)往往是其運行噪音。故而，通過對其運行狀態(tài)的噪音監(jiān)聽能夠形成有效的預(yù)判機(jī)制，并在配合正常維養(yǎng)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生較好的養(yǎng)護(hù)效果。

針對上述的基礎(chǔ)性原則，本文認(rèn)為以降低故障率為根本目標(biāo)，我們可以采用如下幾種方式來進(jìn)行維養(yǎng)體系的構(gòu)建：

第一，形成規(guī)范化管理模式。采用定期、定線路、不定期三種維養(yǎng)模式形成綜合變電器維護(hù)體系。通過此種模式能夠形成對10kV干式變壓器運行情況與可能存在故障的早發(fā)現(xiàn)與早處置。尤其是在絕緣層老化、噪聲、穩(wěn)流等方面做出貢獻(xiàn)，避免變壓器故障帶來更大的安全隱患。

第二，引入遠(yuǎn)程巡查機(jī)制及技術(shù)。絕大部分變電器故障及其前期表現(xiàn)均是運行噪聲的增加與異常，這就使得遠(yuǎn)程監(jiān)控的相關(guān)實現(xiàn)條件較為成熟。在實際的建設(shè)與運行過程中利用無線電傳輸技術(shù)或者智能訊號傳輸體系對聲波內(nèi)容進(jìn)行實時監(jiān)控與傳輸能夠達(dá)到有效的遠(yuǎn)程維養(yǎng)與判斷的基本效果。在此技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)上，同時還能夠根據(jù)聲波波形特征等依據(jù)形成自動檢測范式，并根據(jù)檢測結(jié)果向?qū)嶋H工作人員提供參考意見。通過此種模式能夠形成一定的遠(yuǎn)程巡查體系，為后續(xù)深入建設(shè)智能化電網(wǎng)提供必要基礎(chǔ)。

第三，建立責(zé)任追查制度。除了上述兩點建議之外，在巡查工作機(jī)制建設(shè)完畢后，相應(yīng)的崗位職責(zé)與責(zé)任體系要隨之進(jìn)行升級。基于遠(yuǎn)程巡查的崗位設(shè)定，按照管理崗位、巡查崗位、技術(shù)崗位以及現(xiàn)場處置崗位等不同環(huán)節(jié)確定不同環(huán)節(jié)中的具體職責(zé)與懲處措施。在系統(tǒng)化執(zhí)行的過程中形成多部門、多崗位之間的工作合力，極大的提升工作效能。

3 總結(jié)

10kV干式變壓器在我國供電網(wǎng)中占據(jù)著越來越重的比例，在此基礎(chǔ)上本文對其常見故障的現(xiàn)象、原因及其處置進(jìn)行系統(tǒng)性分析，并結(jié)合自身的實際經(jīng)驗以及技術(shù)的未來可能發(fā)展方向從降低故障率角度提出了若干建議。希望通過本文的研究能夠為今后的電力維護(hù)工作提供相關(guān)經(jīng)驗。

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